專利名稱：一種碳酸鈣的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碳酸鹽的制備方法，特別是涉及一種復(fù)分解法制備碳酸鈣方法。
在本發(fā)明以前，用化學(xué)方法制備碳酸鈣的方法大體有五種①碳化法以石灰石為原料進(jìn)行如下的化學(xué)反應(yīng)過程而制得
②蘇爾維(Solvay)法這是一種制造純堿過程中的副產(chǎn)物法，其反應(yīng)過程為
③聯(lián)產(chǎn)法是以石灰渣和鹽酸為原料，其化學(xué)反應(yīng)式為
④苛化法由碳酸鈉制氫氧化鈉的副產(chǎn)物法，其反應(yīng)式為
⑤氯化鈣-蘇打法產(chǎn)品主要用于醫(yī)藥，其反應(yīng)式為
上述各種方法中大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的只有碳化法。是目前世界各國生產(chǎn)碳酸鈣的主要方法。
該方法采用將二氧化碳?xì)怏w通入石灰乳料漿中這一基本操作，這種碳化方式的最大缺點(diǎn)是氣體不可能與料漿在瞬間混合均勻，反應(yīng)是在氣泡表面進(jìn)行，反應(yīng)速度慢，造成生成的碳酸鈣顆粒不均勻，而且晶形也難以控制。為了解決這一問題必須加入多種表面活性劑，晶形變質(zhì)劑，這在工業(yè)上帶來了操作上的困難，產(chǎn)品選擇性的麻煩。
本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單、易于操作、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的制造片狀超細(xì)碳酸鈣的新方法。
本發(fā)明是以石灰石為原料也可以以生石灰為原料，以石灰石為原料，經(jīng)煅燒生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣與水反應(yīng)變成氫氧化鈣漿液，向漿液中加入氨的碳酸鹽，例如碳酸氫銨、碳酸銨或碳化氨水等，而不是像以往碳化法那樣以二氧化碳?xì)怏w形式加入，這樣使得反應(yīng)進(jìn)行得既迅速又穩(wěn)定，這種反應(yīng)對晶形的控制和顆粒細(xì)度的控制極為方便，準(zhǔn)確，可以制出超細(xì)、片狀碳酸鈣。
本發(fā)明是一種超細(xì)片狀碳酸鈣的制備方法，其特征在于氨的碳酸鹽與氫氧化鈣乳液進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)生成碳酸鈣和氨或氨化合物，氨可以循環(huán)使用，也可制成相應(yīng)的氨的化合物出售。
本發(fā)明為防止一次粒子聚集或根據(jù)不同用途的需要加入表面活性劑，如苯磺酸鹽、聚丙烯酸鹽、或偶聯(lián)劑等。
本發(fā)明復(fù)分解反應(yīng)溫度為30～100℃，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘至10小時(shí)，物料配比，以摩爾計(jì)，CaO∶CO3-2∶NH4+＝1∶0.5～2.0∶0.5～4.0。
本發(fā)明所采用的氨的碳酸鹽既是復(fù)分解而又是晶形變質(zhì)劑。在碳化法中為了得到不同晶形和不同細(xì)度的碳酸鈣，必須加入不同的表面活性劑、晶形變質(zhì)劑、改性劑等，這些物質(zhì)的加入不但增加了成本，而且使產(chǎn)品純度降低，有的還會進(jìn)入廢水中污染環(huán)境。本發(fā)明克服了這些問題，反應(yīng)副產(chǎn)物可以回收并可以循環(huán)使用，既不會污染產(chǎn)品也不會污染環(huán)境。
為了克服以往碳化法工藝存在的問題，本發(fā)明提出的碳酸鈣制造工藝的特點(diǎn)是應(yīng)用新的反應(yīng)物，即氨的碳酸鹽與氫氧化鈣漿液進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，使得產(chǎn)品質(zhì)量的選擇性、穩(wěn)定性、均勻性均易得到滿足。氨的碳酸鹽又是實(shí)現(xiàn)制造片狀碳酸鈣的極佳晶形改良劑，既是造成超細(xì)化環(huán)境的控制劑又是形成片狀結(jié)晶的表面改性劑，還是二氧化碳的載體。
該工藝的另一特點(diǎn)是，可根據(jù)市場的需要情況組成多種工藝配置，可使主產(chǎn)品與副產(chǎn)品之間配合達(dá)到最佳化。
由該工藝制出的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，選擇性強(qiáng)，只要對反應(yīng)條件稍加改變，就可以得到所需要規(guī)格的產(chǎn)品，如不同細(xì)度的片狀碳酸鈣，這是碳化法所不能比擬的，這對造紙、油墨行業(yè)尤為重要，超細(xì)片狀碳酸鈣可以提高紙的印刷光亮度、平整度、遮蓋率、白度、印刷表面強(qiáng)度和油墨吸收性能等，故本發(fā)明的方法將會推動涂覆紙由酸性施膠向中性和堿性施膠轉(zhuǎn)變的進(jìn)程。
本發(fā)明方法的工藝過程可用
圖1所示兩個(gè)流程圖說明。
圖1表示本發(fā)明方法的工藝流程圖。
圖2表示實(shí)施例1產(chǎn)品電子顯微鏡照像的結(jié)果。
圖3表示實(shí)施例2產(chǎn)品電子顯微鏡照像的結(jié)果。
圖4表示實(shí)施例3產(chǎn)品電子顯微鏡照像的結(jié)果。
圖5表示實(shí)施例4產(chǎn)品電子顯微鏡照像的結(jié)果。
實(shí)施例
1.稱取1,000克生石灰，加到5,000毫升的熱水中，消化30分鐘后經(jīng)325目細(xì)篩過濾除去乳液中的粗顆粒，放到10,000毫升的三口瓶中，在開啟攪拌的條件下迅速加入1,500克的碳酸氫銨，并加熱升溫到80℃反應(yīng)2小時(shí)，氨氣從三口瓶的一端逸出，經(jīng)冷卻器冷卻后收到氫氧化銨瓶中，反應(yīng)完成后將漿液進(jìn)行過濾得到3,400克濕濾餅，干燥后得到1,780克碳酸鈣產(chǎn)品。
將該產(chǎn)品進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)測定的結(jié)果，晶形為片狀，粒度0.13微米，電子顯微鏡照像結(jié)果如圖2所示。
2.用和實(shí)施例1相同的操作，不同之處在于用液體碳酸銨代替碳酸氫銨，加入量對CaO為1∶1(摩爾比)，反應(yīng)溫度為40℃。
得到的碳酸鈣產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)的測定結(jié)果，晶形為片狀，粒度為0.06微米，電子顯微鏡照像結(jié)果如圖3所示。
3.稱取1,000克生石灰，加到4,000毫升的熱水，消化完成后過濾除去粗顆粒，得到的石灰乳漿液待用。然后配制氫氧化銨和碳酸銨的混合液，其配制的濃度為，NH4+20％，CO3-230％。將上述的灰乳漿液及配制好的碳氨液同時(shí)加到10,000毫升的三口瓶中，反應(yīng)溫度為起始30℃，終了90℃，脫凈氨后靜置5小時(shí)后進(jìn)行過濾、干燥，得到1,800克的碳酸鈣產(chǎn)品，對產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)的測定結(jié)果，晶形為片狀，粒度為0.1微米，電子顯微鏡照像結(jié)果如圖4所示。
4.用和實(shí)施例3相同的操作，不同之處在于將石灰乳加到碳氨液中，碳氨液中的CO3-2與CaO的量比為等摩爾比。
得到的碳酸鈣產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)測定的結(jié)果晶形為片狀，粒度為0.05微米，電子顯微鏡照像結(jié)果如圖5所示。
5.為一連續(xù)化反應(yīng)裝置，該裝置主要由反應(yīng)器、脫氨器和老化器組成。
將石灰乳和碳酸銨溶液按等摩爾比慢慢連續(xù)地加入到帶有攪拌的反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，再進(jìn)到脫氨器中進(jìn)行脫氨；反應(yīng)液流入老化器中放置約3小時(shí)，經(jīng)過濾、干燥得產(chǎn)品，對產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)的測定結(jié)果，晶形為四邊形片狀，一次粒徑為0.06微
權(quán)利要求
1.一種超細(xì)片狀碳酸鈣的制備方法，其特征在于氨的碳酸鹽與氫氧化鈣反應(yīng)，生成碳酸鈣及氨或氨化合物，其中，反應(yīng)條件為物料配比，以摩爾計(jì)，CaO∶CO32-∶NH4+＝1.0∶0.5～2.0∶0.5～4.0，溫度為30℃～100℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5小時(shí)～10小時(shí)。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中加入表面活性劑，所述表面活性劑選自苯磺酸鹽，聚丙烯酸鹽或偶聯(lián)劑。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中氫氧化鈣可由石灰石經(jīng)過煅燒，消化制得或由生石灰消化制得。
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中氨的碳酸鹽是碳酸氫銨、碳酸銨、或碳化氨水。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種制造片狀超細(xì)碳酸鈣的工藝，該工藝是采用一種液化氨的碳酸鹽作為復(fù)分解劑進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)來制取片狀超細(xì)碳酸鈣，氨可以循環(huán)使用或制成相應(yīng)的氨的化合物作為副產(chǎn)物出售。其特點(diǎn)是不用氣體，二氧化碳直接碳化石灰乳，使得整個(gè)操作簡化、平穩(wěn)、選擇性高，可以制出幾乎100％是片狀的產(chǎn)品，也可根據(jù)需要制出粒度為0.01～2微米的各種產(chǎn)品。
文檔編號C01F11/00GK1150125SQ95117940
公開日1997年5月21日 申請日期1995年11月2日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月2日
發(fā)明者于惠生, 熊海寧 申請人:于惠生, 熊海寧